hypervisor/pci.c

   1 /*
   2  * Jailhouse, a Linux-based partitioning hypervisor
   3  *
   4  * Copyright (c) Siemens AG, 2014
   5  *
   6  * Authors:
   7  *  Ivan Kolchin <ivan.kolchin@siemens.com>
   8  *
   9  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  10  * the COPYING file in the top-level directory.
  11  */
  12
  13 #include <jailhouse/acpi.h>
  14 #include <jailhouse/mmio.h>
  15 #include <jailhouse/pci.h>
  16 #include <jailhouse/printk.h>
  17 #include <jailhouse/utils.h>
  18
  19 #define PCI_CONFIG_HEADER_SIZE          0x40
  20
  21 struct acpi_mcfg_alloc {
  22         u64 base_addr;
  23         u16 segment_num;
  24         u8 start_bus;
  25         u8 end_bus;
  26         u32 reserved;
  27 } __attribute__((packed));
  28
  29 struct acpi_mcfg_table {
  30         struct acpi_table_header header;
  31         u8 reserved[8];
  32         struct acpi_mcfg_alloc alloc_structs[];
  33 } __attribute__((packed));
  34
  35 /* entry for PCI config space whitelist (granting access) */
  36 struct pci_cfg_access {
  37         u32 reg_num; /** Register number (4-byte aligned) */
  38         u32 mask; /** Bit set: access allowed */
  39 };
  40
  41 /* --- Whilelist for writing to PCI config space registers --- */
  42 /* Type 1: Endpoints */
  43 static const struct pci_cfg_access endpoint_write_access[] = {
  44         { 0x04, 0xffffffff }, /* Command, Status */
  45         { 0x0c, 0xff00ffff }, /* BIST, Latency Timer, Cacheline */
  46         { 0x3c, 0x000000ff }, /* Int Line */
  47 };
  48 /* Type 2: Bridges */
  49 static const struct pci_cfg_access bridge_write_access[] = {
  50         { 0x04, 0xffffffff }, /* Command, Status */
  51         { 0x0c, 0xff00ffff }, /* BIST, Latency Timer, Cacheline */
  52         { 0x3c, 0xffff00ff }, /* Int Line, Bridge Control */
  53 };
  54
  55 static void *pci_space;
  56 static u64 pci_mmcfg_addr;
  57 static u32 pci_mmcfg_size;
  58
  59 /**
  60  * pci_get_assigned_device() - Look up device owned by a cell
  61  * @cell:       Owning cell
  62  * @bdf:        16-bit bus/device/function ID
  63  *
  64  * Return: Valid pointer - owns, NULL - doesn't own.
  65  */
  66 const struct jailhouse_pci_device *
  67 pci_get_assigned_device(const struct cell *cell, u16 bdf)
  68 {
  69         const struct jailhouse_pci_device *device =
  70                 jailhouse_cell_pci_devices(cell->config);
  71         u32 n;
  72
  73         for (n = 0; n < cell->config->num_pci_devices; n++)
  74                 if (device[n].bdf == bdf)
  75                         return &device[n];
  76
  77         return NULL;
  78 }
  79
  80 /**
  81  * pci_find_capability() - Look up capability at given config space address
  82  * @cell:       Device owning cell
  83  * @device:     The device to be accessed
  84  * @address:    Config space access address
  85  *
  86  * Return: Corresponding capability structure or NULL if none found.
  87  */
  88 static const struct jailhouse_pci_capability *
  89 pci_find_capability(const struct cell *cell,
  90                     const struct jailhouse_pci_device *device, u16 address)
  91 {
  92         const struct jailhouse_pci_capability *cap =
  93                 jailhouse_cell_pci_caps(cell->config) + device->caps_start;
  94         u32 n;
  95
  96         for (n = 0; n < device->num_caps; n++, cap++)
  97                 if (cap->start <= address && cap->start + cap->len > address)
  98                         return cap;
  99
 100         return NULL;
 101 }
 102
 103 /**
 104  * pci_cfg_read_moderate() - Moderate config space read access
 105  * @cell:       Request issuing cell
 106  * @device:     The device to be accessed; if NULL, access will be emulated,
 107  *              returning a value of -1
 108  * @address:    Config space address
 109  * @size:       Access size (1, 2 or 4 bytes)
 110  * @value:      Pointer to buffer to receive the emulated value if
 111  *              PCI_ACCESS_EMULATE is returned
 112  *
 113  * Return: PCI_ACCESS_PERFORM or PCI_ACCESS_EMULATE.
 114  */
 115 enum pci_access
 116 pci_cfg_read_moderate(const struct cell *cell,
 117                       const struct jailhouse_pci_device *device, u16 address,
 118                       unsigned int size, u32 *value)
 119 {
 120         const struct jailhouse_pci_capability *cap;
 121
 122         if (!device) {
 123                 *value = -1;
 124                 return PCI_ACCESS_EMULATE;
 125         }
 126
 127         if (address < PCI_CONFIG_HEADER_SIZE)
 128                 return PCI_ACCESS_PERFORM;
 129
 130         cap = pci_find_capability(cell, device, address);
 131         if (!cap)
 132                 return PCI_ACCESS_PERFORM;
 133
 134         // TODO: Emulate MSI/MSI-X etc.
 135
 136         return PCI_ACCESS_PERFORM;
 137 }
 138
 139 /**
 140  * pci_cfg_write_moderate() - Moderate config space write access
 141  * @cell:       Request issuing cell
 142  * @device:     The device to be accessed; if NULL, access will be rejected
 143  * @address:    Config space address
 144  * @size:       Access size (1, 2 or 4 bytes)
 145  * @value:      Pointer to value to be written, initialized with cell value,
 146  *              set to the to-be-written hardware value if PCI_ACCESS_EMULATE
 147  *              is returned
 148  *
 149  * Return: PCI_ACCESS_REJECT, PCI_ACCESS_PERFORM or PCI_ACCESS_EMULATE.
 150  */
 151 enum pci_access
 152 pci_cfg_write_moderate(const struct cell *cell,
 153                        const struct jailhouse_pci_device *device, u16 address,
 154                        unsigned int size, u32 *value)
 155 {
 156         const struct jailhouse_pci_capability *cap;
 157         /* initialize list to work around wrong compiler warning */
 158         const struct pci_cfg_access *list = NULL;
 159         unsigned int n, bias_shift, len = 0;
 160         u32 mask;
 161
 162         if (!device)
 163                 return PCI_ACCESS_REJECT;
 164
 165         if (address < PCI_CONFIG_HEADER_SIZE) {
 166                 if (device->type == JAILHOUSE_PCI_TYPE_DEVICE) {
 167                         list = endpoint_write_access;
 168                         len = ARRAY_SIZE(endpoint_write_access);
 169                 } else if (device->type == JAILHOUSE_PCI_TYPE_BRIDGE) {
 170                         list = bridge_write_access;
 171                         len = ARRAY_SIZE(bridge_write_access);
 172                 }
 173
 174                 bias_shift = (address & 0x003) * 8;
 175                 mask = BYTE_MASK(size);
 176
 177                 for (n = 0; n < len; n++) {
 178                         if (list[n].reg_num == (address & 0xffc) &&
 179                             ((list[n].mask >> bias_shift) & mask) == mask)
 180                                 return PCI_ACCESS_PERFORM;
 181                 }
 182
 183                 return PCI_ACCESS_REJECT;
 184         }
 185
 186         cap = pci_find_capability(cell, device, address);
 187         if (!cap || !(cap->flags & JAILHOUSE_PCICAPS_WRITE))
 188                 return PCI_ACCESS_REJECT;
 189
 190         return PCI_ACCESS_PERFORM;
 191 }
 192
 193 /**
 194  * pci_init() - Initialization of PCI module
 195  *
 196  * Return: 0 - success, error code - if error.
 197  */
 198 int pci_init(void)
 199 {
 200         struct acpi_mcfg_table *mcfg;
 201
 202         mcfg = (struct acpi_mcfg_table *)acpi_find_table("MCFG", NULL);
 203         if (!mcfg)
 204                 return 0;
 205
 206         if (mcfg->header.length !=
 207             sizeof(struct acpi_mcfg_table) + sizeof(struct acpi_mcfg_alloc))
 208                 return -EIO;
 209
 210         pci_mmcfg_addr = mcfg->alloc_structs[0].base_addr;
 211         pci_mmcfg_size = (mcfg->alloc_structs[0].end_bus + 1) * 256 * 4096;
 212         pci_space = page_alloc(&remap_pool, pci_mmcfg_size / PAGE_SIZE);
 213         if (!pci_space)
 214                 return -ENOMEM;
 215
 216         return page_map_create(&hv_paging_structs,
 217                                mcfg->alloc_structs[0].base_addr,
 218                                pci_mmcfg_size, (unsigned long)pci_space,
 219                                PAGE_DEFAULT_FLAGS | PAGE_FLAG_UNCACHED,
 220                                PAGE_MAP_NON_COHERENT);
 221 }
 222
 223 /**
 224  * pci_mmio_access_handler() - Handler for MMIO-accesses to PCI config space
 225  * @cell:       Request issuing cell
 226  * @is_write:   True if write access
 227  * @addr:       Address accessed
 228  * @value:      Pointer to value for reading/writing
 229  *
 230  * Return: 1 if handled successfully, 0 if unhandled, -1 on access error
 231  */
 232 int pci_mmio_access_handler(const struct cell *cell, bool is_write,
 233                             u64 addr, u32 *value)
 234 {
 235         u32 mmcfg_offset, val, reg_addr;
 236         const struct jailhouse_pci_device *device;
 237         enum pci_access access;
 238
 239         if (!pci_space || addr < pci_mmcfg_addr ||
 240             addr >= (pci_mmcfg_addr + pci_mmcfg_size - 4))
 241                 return 0;
 242
 243         mmcfg_offset = addr - pci_mmcfg_addr;
 244         reg_addr = mmcfg_offset & 0xfff;
 245         device = pci_get_assigned_device(cell, mmcfg_offset >> 12);
 246
 247         if (is_write) {
 248                 val = *value;
 249                 access = pci_cfg_write_moderate(cell, device, reg_addr, 4,
 250                                                 &val);
 251                 if (access == PCI_ACCESS_REJECT)
 252                         goto invalid_access;
 253                 mmio_write32(pci_space + mmcfg_offset, val);
 254         } else {
 255                 access = pci_cfg_read_moderate(cell, device, reg_addr, 4,
 256                                                value);
 257                 if (access == PCI_ACCESS_PERFORM)
 258                         *value = mmio_read32(pci_space + mmcfg_offset);
 259         }
 260
 261         return 1;
 262
 263 invalid_access:
 264         panic_printk("FATAL: Invalid PCI MMCONFIG write, device %02x:%02x.%x, "
 265                      "reg: %\n", PCI_BDF_PARAMS(mmcfg_offset >> 12), reg_addr);
 266         return -1;
 267
 268 }